（计算机软件与理论专业论文）基于h248协议的媒体网关的设计与实现.pdf

中文摘要 下一代网络 n g n 是电信史上的一块里程碑 它是一种综合 开放的网络 构架 提供话音 数据和多媒体等业务 下一代网络通过优化网络结构不但实现 了网络的融合 更重要的是实现了业务的融合 使得分组交换网络能够继承原有 电路交换网中丰富的业务功能 同时可以在全网范围内快速提供原有网络难以提 供的新型业务 随着n g n 技术的发展 传统的i p 电话网关按功能分为负责呼叫控制的媒体 网关控制器和负责资源管理以及媒体处理的媒体网关两个部分 这个体系结构实 现了呼叫控制与媒体承载相分离 h 2 4 8 协议正是处在这个分离体系结构之间 提 供媒体网关控制设备与媒体处理设备问的通信的协议 h 2 4 8 协议在继承了以往的 媒体控制协议的所有优点的基础上 实现了强大的描述功能 对应用层提供了更 多的支持 管理和实现更为简单 对媒体承载 包括媒体资源和承载资源 有着 良好的控制 作为n g n 的主流协议之一 h 2 4 8 协议必将在下 代网络中发挥着 积极和重要的作用 本文首先介绍了下 代网络 n g n 包括它的发展 网络特征 网络体系 结构以及相关协议 接着介绍了h 2 4 8 协议 在此基础上 本文着重描述了一个 企业级的基于h 2 4 8 协议的模块化的媒体网关的设计和实现 该媒体网关符合 h 2 4 8 v 2 版本以及国内相关标准 与标准媒体网关控制器配合 完成呼叫接续和媒 体处理等功能 文中首先根据媒体网关的功能需求划分出功能模块 提出了媒体 网关的总体设计方案 并对各个模块的功能和接口作了较详细的描述 然后从数 据结构和流程等方面对系统中最主要的分组语音业务予系统进行了详细的实现介 绍 最后 介绍了媒体网关系统的测试环境 过程和测试结果 并对全文进行了 总结 提出了下一步工作的改进建议 目前 该媒体网关设备己在华为n g n 全球 市场广泛商用 得到客户的 致认可 达到了预期的效果 关键词 下一代网络 软交换 媒体网关 h 2 4 8 电子科技大学硕士学位论文 n s t r a c t t h en e x tg e n e r a t i o nn e t w o r kf n g n i sam i l e s t o n eo ft h et e l e c o m m u n i c a t i o nh i s t o r y i t i sak i n do f s y n t h e s i z i n ga n d o p e nn e t w o r kf r a m ep r o v i d i n gv o i c e d a t aa n dm u l t i m e s a s e r v i c e s n g nh a sa c h i e v e dn o to n l yt h ef u s i o no ft h en e t w o r k b u t m o r ei m p o r t a n t l y f u s i o no ft h es e r v i c e st h r o u g ht h eo p t i m i z a t i o no ft h en e t w o r ks t r u c t u r e i te n a b l e st h e p a c k a g es w i t c hn e t w o r kt oi n h e r i tt h ea b u n d a n ts e r v i c ef u n c t i o n sw h i c ht h eo r i g i n a l c i r c u i ts w i t c hn e t w o r kh a s a n dq m c k l yp r o v i d es o m en e ws e r v i c e sw h i c hc a nh a r d l y p r o v i d e db yt h eo f i g m a ln e t w o r kw i t h i nt h ew h o l en e t w o r ka tt h es a m e t i m e a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to f n g nt e c h n o l o g y t r a d i t i o n a li pv o i c eg a t e w a y i sd i v i d e d i n t ot w op a r t sa c c o r d i n gt oi t sf u n c t i o n o n ei sm e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r m g c w h i c hi sr e s p o n s i b l ef o rc a l lc o n t r o l a n dt h eo t h e ro n ei sm e d i ag a t e w a y m g w h i c h i sr e s p o n s i b l ef o rr e s o u r c em a n a g e m e n ta n dm e d i ap r o c e s s t h i sf r a m e w o r ka c h i e v e s t h es e p a r a t i o nb e t w e e nt h ec a l lc o n t r o la n dt h em e d i ab e a r e r h 2 4 8p r o t o c o li sj u s t l o c a t e di nt h es e p a r a t e df r a m e w o r k a n dp r o v i d e sc o m m u n i c a t i o nb e t w e e nm g c e q u i p m e n ta n dm ge q u i p m e n t h 2 4 8i n h e r i t sa l lt h ea d v a n t a g e so f t h em e d i ag a t e w a y c o n t r o lp r o t o c o l sb e f o r e s oi ta c h i e v e sm i g h t yd e s c r i p t i o nf u n c t i o n p r o v i d e sm o r e s u p p o r t st ot h ea p p l i c a t i o nl a y e ra n di se a s i e rt om a n a g ea n di m p l e m e n t i na d d i t i o n h 2 4 8h a sb e t t e rc o n t r 0 1t om e d i ab e a r e r i n c l u d i n gm e d i ar e s o u r c e sa n db e a r e r r e s o u r c e s a sam a i np r o t o c o lo f n g n h 2 4 8i sb o u n dt oh a v eap o s i t i v ea n di m p o r t a n t i m p a c ti nn g n f i r s t l y t h en e x t g e n e r a t i o n n e t w o r ki si n t r c i d u c e di n t h i st h e s i s i n c l u d i n gi t s d e v e l o p m e n t f e a t u r e s n e t w o r kf r a m e w o r ka n dr e l e v a n tp r o t o c o l s t h e nw ei n t r o d u c e t h eh 2 4 8p r o t o c o ls u b s e q u e n t l y b a s e do nt h o s er e s e a r c h e s w ee m p h a s i z et od e s c r i b e t h ed e s i g n i n ga n di m p l e m e n t a t i o no fam e d i ag a t e w a ys y s t e m w h i c hi sb a s e do nt h e h 2 4 8p r o t o c 0 1 f i n a l l y t h et e s tc o u r s ea n dr e s u l to f t h es y s t e mi sp r e s e n t e d i na d d i t i o n w eh a v ed r a w nac o n c l u s i o no ft l l i st h e s i sa n de x p o u n d e ds o m es u g g e s t i o n so fn e x t i i a b s 订a c t w o r k a tp r e s e n t t h i sm g e q u i p m e n th a sa p p l i e dt ot h eh u a w e iw o r l d sn g nm a r k e t a n dh a so b t a i n e dt h ec u s t o m s c o n s i s t e n ta p p r o b a t i o n a n da c h i e v e da n t i c i p a t e de f f e c t k e y w o r d n e x tg e n e r a t i o nn e t w or k n g n s o f t s w i t c h m e d i ag a t e w a y m g h 2 4 8 1 1 1 缩略语 n g n m g m g c p s t n s c n t d m d s p s p p a d m m r m p m 缩略语 n e x tg e n e r a t o nn e t w o r k m e d i ag a t e w a y m e d i ag a t e w a yc o n t r o l p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e w o r k s w i t c hc i r c u i tn e t w o r k t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e x i n g d i g i t a ls i g n a lp r o c e s s s e r v i c ep r o c e s s p r o t o c o la d a p t o r d i g i t m a pm a n a g e m e n t r e s o u r c em a n a g e m e n t p o r tm a n a g e m e n t 下一代网络 媒体网关 媒体网关控制器 公共交换电话网络 电路交换网络 时分复用 数字信号处理 业务处理 协议适配 数图管理 资源管理 端口管理 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果 据我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地 方外 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意 签名 l 坠复匕硷日期 如 年 月厂日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留 使用学位论文 的规定 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘 允许论文被查阅和借阅 本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或 扫描等复制手段保存 汇编学位论文 保密的学位论文在解密后应遵守此规定 签名 i 鳖追豳导师签名 日期 沁 第一章引言 1 1 课题背景 第一章引言 下一代网络 n e x tg e n e r a t i o n n e t w o r k n g n 是电信史上的一块里程碑 它 是一种综合 开放的网络构架 提供话音 数据和多媒体等业务 n g n 通过优化 网络结构不但实现了网络的融合 更重要的是实现了业务的融合 使得分组交换 网络能够继承原有电路交换网中丰富的业务功能 同时可以在全网范围内快速提 供原有网络难以提供的新型业务 它的出现标志着新一代电信网络时代的到来 在下一代网络分层体系中 传统的i p 电话网关被分解为负责呼叫控制的媒体 网关控制器和负责资源管理以及媒体处理的媒体网关两个部分 这个体系结构实 现了呼叫控制与媒体承载相分离 为了处理这两个分离的单元之间的通信 i t u t 和i e t f 分别或联合推出了对应的媒体网关控制协议 目前存在的媒体网关控制 协议主要是i e t f 组织较早时候推出的m g c p 协议和在m g c p 基础上发展起来的 h 2 4 8 m e g a c o 协议 i e t f 称此标准为m e g a e o i t u t 则称为h 2 4 8 媒体网关在下一代网络中扮演着重要的角色 下一代网络要取得成功 离不 开各种媒体网关的综合业务接入能力和在软交换系统控制下实现具体业务的能 力 n g n 技术以业务为核心展开 而业务关系到各个方面的问题 媒体网关设备 是这些业务链条中重要的一个环节 从某种程度上讲 媒体网关与软交换系统的 配合决定着下一代网络的网络体系架构 因此 媒体网关的研究与设计开发已成为n g n 市场的热点之一 本课题着眼 于此设计与实现了基于h 2 4 8 协议的媒体网关软件系统 1 2 课题任务简介及本人工作 对n g n 的研究 中国专家及通信公司始终保持与世界同步 提出并制定了不 少有份量的技术标准 有效地推动了全球n g n 技术的发展 在国际上 电信运营 商对n g n 技术也保持了高度关注 近年来不少运营商根据自身的网络特点和需求 在进行实验的基础上分步部署软交换网络 表示出对下一代网络发展的信心 华为u s y s n g n 解决方案是融合话音 多媒体 面向固定 移动的统一解决 电子科技大学硕士学位论文 方案 综合接入媒体阐关在u s y s 系统中处于接入层面 负责各种用户或接入网 的综合接入 如直接将p s t n i s d n 用户 e t h e r n e t 用户 a d s l 用户或v 5 用户接 入 本文以下一代网绐中的媒体网关的设计和实现为研究课题 研究内容如下 1 研究下一代网络分层结构体系和媒体网关控制协议一h 2 4 8 协议i 2 研究h 2 4 8 协议的过载控制技术 3 构建基于h 2 4 8 协议的媒体网关的模块架构 4 研究并实现基于h 2 4 8 协议的媒体网关体系结构 实现具有过载控制的 高可靠性的媒体网关 1 3 本论文结构 第一章对本论文的研究背景和意义 课题来源以及研究目标和任务进行阐述 第二章介绍了下一代网络 分析了下一代网络的发展现状和发展方向 介绍 了下一代网络的分层网络架构以及相关技术 箱三章详细介绍了h 2 4 8 协议的基本理论和技术 并简要介绍了符合协议的 基本呼口q 流程 以及媒体网关过载控制的协议附件 第四章简单介绍了媒体网关系统的软硬件结构以及分组语音业务予系统的功 能和总体设计 第五章主要研究基于h 2 4 8 协议的媒体网关的实现 对主要的数据结构 接 口和处理流程进行了介绍 并介绍了过载控制特性的设计与实现 第六章对媒体网关的功能和性能进行测试 分析 验证系统的实用性 第七章对全文进行总结 提出下一步工作建议 第七章对全文进行总结 提出下一步工作建议 第二章下一代网络 第二章下一代网络 随着互联网以及通信技术的不断发展 数据业务急剧增长 传统p s t n 语音 网络越来越不能适应多元通信的需求 逐渐成为数据业务发展的瓶颈 与此同时 数据通信技术的发展 给人们提供了新的业务平台 所有业务共同承载在单 的 数据网上正在逐步成为可能 在这种形势下 出现了下一代网络 n e x tg e n e r a t i o n n e t w o r k n g n 的提法 并成为大家讨论最多的一个话题 2 1 下一代网络概述 所谓 下一代网络 从字面上理解 应该是以当前网络为基点的新一代网 络 它是电信史一块里程碑 标志着新一代电信网络时代的到来 2 0 0 4 年初 i t u t 为下一代网络给出定义 下一代网络是一个分组网络 它 提供包括电信业务在内的多种业务 能够利用多种带宽和具有q o s 能力的传送技 术 实现业务功能与底层传送技术的分离 它允许用户对不同业务提供商网络的 自由接入 并支持通用移动性 实现用户对业务使用的一致性和统一性 从发展的角度来看 下一代网络是从传统的以电路交换为主的p s t n 网络中 逐渐迈向以分组交换为主 它承载了原有p s t n 网络的所有业务 把大量的数据 传输卸载到i p 网络中以减轻p s t n 网络的重荷 又以i p 技术的新特性增加和增强 了许多新老业务 从这个意义上讲 下一健网络是基于t d m 的p s t n 语音网络和 基于i p a t m 的分组网络融合的产物 它使得在新一代网络上语音 视频 数据等 综合业务成为了可能 广义的下一代网络包容了所有新一代的网络技术 而狭义的下一代网络往往 特指以软交换为控制核心 以分组交换网络为传输平台 结合多种接入方式 包 括固定网 移动网等 的网络体系 简言之 下一代网络将是以软交换为控制核 心 光网络和分组型传送技术为基础的开放式融合网 2 2 下一代网络的特征 下一代网络是一个建立在i p 技术基础上的新型公共电信网络 它的主要功能 电子科技大学硕士学位论文 是 降低网络建设和运行维护成本 快速提供新业务 开放新领域 适应技术发 展趋势 满足不同用户需求 下一代网络将在统一的管理平台下 实现音频 视 频 数据信号的传输和管理 提供传统电信业务及各种宽度应用业务 为实现这 些业务功能 下一代网络有如下三个突出特征 首先 下一代网络体系采用开放的网络构架体系 其特点如下 1 在下一代网络中将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件 各 个部件可以按相应的功能划分各自独立发展 2 这些独立部件间的协议接口基于相应的标准 3 网络功能部件化使得原有的电信网络逐步走向开放 运营商可以根据业 务的需要自由组合各部分的功能产品来组建网络 部件间协议接口的标准化可以 实现各种异构网的互通 开放的部件化的结构便于下一代网络各个部件独立发展和升级 使得网络结 构更具弹性 有利于电信技术的发展和新技术的提供 第二 下一代网络是业务驱动的网络 其功能特点是 业务与呼叫控制分离 呼叫与承载分离 下一代网络通过实现业务与呼叫控制相分离 呼叫与承载相分离 使业务真 正独立于网络 灵活有效的实现业务的提供 用户可以自行配置和定义自己的业 务特征 不必关心承载业务的网络形式以及终端类型 使业务和应用的提供有较 大的灵活性 从而满足用户不断发展 更新业务的需求 也使得网络具有可持续 发展的能力和竞争力 第三 下一代网络是基于统一协议的基于分组的网络 现有的信息网络 无论是电信网 还是计算机网和有线电视网 是三个具有 不同特征的网络 并不能以其中某一网络为基础平台来生长信息基础设施 但近 年来随着i p 的发展 使人们真正认识到电信网络 计算机网络及有线电视网络将 最终汇集到统一的i p 网络 即实现 三网融合 三网融合的趋势将产生 系列 新的业务 对网络平台又有了新的要求 需要一个统一的各种业务通用的传送平 台来实现三网间的业务互通 i p 协议使得各种以i p 为基础的业务都能在不同的网 上实现互通 成为三大网都能接受的通信协议 从技术上为n o n 奠定了坚实的基 础 第二章下一代网络 2 3 下一代网络的体系结构 与传统的网络不同 下一代网络以在统一的网络架构上解决各种综合业务的 灵活提供能力为出发点 提供包括语音 数据和多媒体的多种业务 分组化 开 放 分层成为下一代网络的显著特点 基于这些特点 形成了如图2 1 所示的下一 代网络体系结构 图2 1 下一代网络体系结构 下一代网络体系结构从功能上可分为四层 从上到下分别为 业务层 控制 层 核心传输层和接入层 各层的主要功能如下 业务层 通过开放的业务层接口向用户提供丰富多彩的下一代业务 在电信 网络环境中 智能地接入各种业务 提供各种增值服务 而在多媒体网络环境中 也需要相应的业务生成和维护环境 在n g n 中 业务层由一系列的业务应用服务 器组成 提供各种各样的业务控制逻辑 完成增值业务处理 同时提供开放的第 三方接口 易于引入新型业务 控制层 主要指网络为完成端到端的数据传输进行的路由判决和数据转发的 功能 它是网络的交换核心 目的是在传输层基础上构建端到端的通信过程 软 交换设各 s o f t s w i t c h 将是下一代网络中呼叫控制的核心 完成呼叫连接的建立和 释放 以及媒体网关接入 媒体网关资源管理 带宽管理 选路 信令互通和安 全管理等功能 控制层向业务层提供开放的a p i 接口 使业务提供者可自由结合 电子科技大学硕士学位论文 承载业务与控制协议 从而快速 灵活 有效地开发新业务 核心传输层 包括提供i p 包转发的各种承载网功能实体 采用高速分组化核 心承载 实现电信网 计算机网和有线电视网三网融合 同时支持语音 数据 视频等业务 在网络核心提供大带宽的数据传输能力 构建灵活和可重用的长途 传输网络 一般为基于d w d m 技术的全光网 传输层独立于业务控制提供有q o s 保证的分组化大容量骨干传送平台 接入层 包括各种媒体网关或智能接入终端设备 在用户端支持多种业务的 接入 将各类用户连接至网络 实现媒体流格式的转换和传送 从而实现语音分 组在分组网的承载和传输 包括各种宽窄带 移动或固定用户接入 接入设备应 能向上连接高速传输线路 向下支持多种业务的接口 采用分层体系结构的下一代网络 是一种层次化的全开放的网络 这种开放 性主要体现在以下3 个方面 1 业务与呼叫控制分离 利用纯软件进行呼叫控制 将呼叫控制从业务中 分离出来 各自独立发展 业务可不断更新 控制方式可不断改进 两者互不影 响 保持网络核心的稳定和可控 这两层之间的接口是标准的 开放的 业务提 供商可以用标准接口所提供的资源对网络进行控制从而达到生成新业务的目的 2 控制与承载分离 控制与承载分离的最大好处是承载可以重用现有的分 组网络 a t m p 呼叫控制与传输层之间有开放的标准协议接口 控制技术和 承载技术各自独立发展 互不相关 互不影响 这样承载网络的技术革新发展不 会影响呼叫控制层 3 承载与接入分离 目前 存在各种各样的用户终端 不同的用户终端对 应不同的接入方式 承载与接入分离允许不同的接入网与承载网相接 便于用户 接入使用丰富的下一代业务 2 4 下一代网络相关协议 下一代网络的目标是建设一个能够提供话音 数据 多媒体等多种业务的 集通信 信息 电子商务 娱乐于一体 满足自由通信的分组融合网络 为了实 现这一目标 i e t f i t u t 制定并完善了一系列标准协议 h 2 4 8 m e g a c o s i p b i c c s i g t r a n h 3 2 3 等 第二章下一代踊络 图2 2n g n 的标准协议体系 图中所表示的协议比较繁杂 下面介绍几种主要的协议 m g c p 协议 该协议是由t e l e c o r d i a 公司根据分离网关的思想要求提出的并由 i e t f 网关控制工作组制定的一种运行在m g c 与m g 之间接口上的标准协议 m g c p 协议具有实现简单等特点 而且由于它是媒体网关控制协议中第一个比较 完善的标准协议 因此得到了众多厂商的支持并在网上进行了广泛部署 h 2 4 8 m e g a c o 协议 在软交换系统中 h 2 4 8 m e g a e o 协议主要用于软交换和 媒体网关或软交换与h 2 4 8 终端之间的通信 h 2 4 8 和m e g a c o 在协议文本上相同 只是在协议消息传输语法上有所区别 h 2 4 8 采用a s n 1 语法格式 m e g a c o 采用 a b n f 语法 h 2 4 8 m e g a c o 作为媒体网关控制器和媒体网关之间的通信协议 它 提供控制媒体的建立 修改和释放机制 同时也可携带某些随路呼叫信令 支持 传统网络终端的呼叫 该协议在构建开放和多网融合的下一代网络中 发挥着重 要作用 本文所要研究的就是h 2 4 8 协议 下一章我们会做详细地介绍 s i p 协议 会话发起协议s i p s e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c 0 1 是i e t f 制定的多媒体 通信系统框架协议之一 它是一个基于文本的应用层控制协议 独立于底层协议 用于建立 修改和终止i p 网上的双方或多方多媒体会话 s i p 协议用于软交换 s i p 服务器和s i p 终端之间的通信控制和信息交互 扩展的s i p t 可使s i p 消息携 带i s u p 信令 s i g t r a n 协议簇 s i g t r a n 是i e t f 的一个工作组 其任务是建立一套在i p 电子科技大学硕士学位论文 网络上传送p s t n 信令的协议 它用于解决i p 网络承载七号信令的问题 允许七 号信令穿过i p 网络到达目的地 s i g t r a n 协议簇包括s c t p m 2 u a m 3 u a 提供了和s s 7m t p 同样的功能 h 3 2 3 协议 h 3 2 3 是一套在分组网上提供实时音频 视频和数据通信的标准 是i t u t 制定的在各种网络上提供多媒体通信的系列协议h 3 2 x 的一部分 h3 2 3 比s i p h 2 4 8 的发展历史更长 是一项复杂的协议 升级和扩展性不是很好 在 现代组网方式中采用s i p h 2 4 8 的组网完全可取代h 3 2 3 但为了与h 3 2 3 网络 互通 下一代网络必须支持该项协议 第三章h 2 4 8 协议 第三章h 2 4 8 协议 在下一代网络体系结构中 媒体网关控制协议是处在媒体网关控制器与媒体 网关之间 完成媒体转换功能 实现两个分离实体间通信功能的非对等协议 这 类协议包括i e t f 提出的m g c p 协议 以及在早期的m g c p 协议的基础上改进而 成的由i t u t 第1 6 工作组提出的h 2 4 8 协议 由于h 2 4 8 协议的一系列优点 已逐渐取代m g c p 发展成为媒体网关和媒体网关控制器之间的主流协议 基于此 本文只对h 2 4 8 协议进行详细的介绍 3 1h 2 4 8 协议概述 3 1 1 媒体网关控制协议介绍 下一代网络 n g n 是一个以分组网络为承载 提供固定移动话音 数据和 视频业务等多种业务的业务融合网络 下一代网络的基本特征是控制 承载和业 务的分离 下一代网络中控制和承载相分离的需求直接导致了媒体网关控制技术 的发展 目前 i t u t 制定的h 2 4 8 协议系列标准和i e t f 制定的m g c p 协议是两 种主流的 也是应用最为广泛的媒体网关控制协议的典型代表 媒体网关控制技 术的发展改变了传统固定话音和早期i p 话音 主要是h 3 2 3 网络 中呼叫信令控制 和媒体承载集成在一个功能实体中实现的发展思路 使得下一代网络中业务提供 与承载网络发展相对独立 为下一代网络承载网演进免除后顾之优 m g c p 协议是i e t f 较早定义的媒体网关控制协议 主要从功能的角度定义媒 体网关控制器和媒体网关之间的行为 实现比较简单 没有h 2 4 8 那样对包和属 性的详细定义 事件交互的机制也比较简单 事件交互由一个操作和一个响应组 成 对属性参数没有过多的定义 困此 m g c p 协议具有实现简单等特点 但其 互通性和支持业务的能力受到限制 h 2 4 8 协议因其功能灵活 支持业务能力强而受到重视 而且不断有新的附件 补充其能力 是目前媒体网关和媒体网关控制器之间的主流协议 目前国内通信 标准推荐媒体网关控制器和媒体网关之间应用h 2 4 8 协议 由于h 2 4 8 协议具备更强的协议功能 更丰富的业务支持能力 尤其是在多 9 电子科技大学硕士学位论文 媒体业务方面 以及更优越的扩展性 h 2 4 8 协议将是未来几年内媒体网关控制技 术领域的发展趋势和主流 但与此同时 由于m g c p 协议已在现有网络中广泛应 用 m g c p 协议将在一定范围内继续使用 因此 网络运营商在进行网络部署时 应对网络状况和业务需求进行分析 正确选择h 2 4 8 协议或m g c p 协议 在条件 允许的情况下 尽可能优先考虑采用h 2 4 8 协议 以保证业务提供的前向和后向 兼容性 标准化组织 设备制造商应和网络运营商应协同完善h 2 4 8 协议和m g c p 协议 解决h 2 4 8 协议和m g c p 协议目前存在的网关不受控和网关接入风险等突 出问题 并对协议所面临的n a t 厅w 穿越问题进行研究 只有解决了以上问题 才能为构造一个可运营 可管理和安全的下一代网络提供最基本的技术保障和理 论可能性 3 1 2h 2 4 8 协议定义 h 2 4 8 协议是一个非对等协议 是下一代网络中的接口协议之一 它应用于下 一代网络中媒体处理和信令控制分离后所产生的控制接口 它的应用范围如图3 1 所示 图3 1h 2 4 8 协议应用范围 媒体网关控制器通过该协议对媒体网关及h 2 4 8 终端进行控制和管理 媒体 网关也通过该协议将不同类型的接入方式转化为适合在m 网络上传送的 r t p r t c p 流 实现分组网络和p s t n 网络的业务互通 3 1 3i 1 2 4 8 协议在网络中的位置 前文己作介绍 h 2 4 8 协议是应用于媒体网关控制设备 媒体网关控制器 软交 换设备 和相应的媒体处理设备 媒体网关 媒体服务器 终端等 之间的通信 协 议在下一代网络中的位置如图3 2 所示 第三章h 2 4 8 协议 童i 体 c j 竹 艘t f 卜1 1 4 戈它拽i t 嚣 3 2h 2 4 8 协议描述 3 2 1 连接模型 图3 2 协议在n g n 中的位置 h 2 4 8 协议中描述的连接模型是指媒体网关 m g 内可由媒体网关控制器 m g c 控制的逻辑实体或对象 它们是m g 和m g c 之间信息交换的核心内容 m g c 通过协议规定的命令控制m g 上的连接模型实体 而m g 也通过协议规定的 消息格式向m g c 上报其连接模型实体的状态 参数以及能力集等信息 连接模型 中用到的主要抽象概念是终结点 t e r m i n a t i o n 和关联 c o n t e x t 图3 3 是h 2 4 8 协议连接模型的几种连接示例 其中 每个关联中带星号的框 代表终结点之间的逻辑联系 电子科技大学硕士学位论文 妙 1 篾i e 足暇 c o n t e x t 缉 f i s e n 噍彼翘递 终孙j i 冰 r t p i r l 终i 点 s e n f 栽通邀 空 联 n u i i 关联t c o n t e x t 终毒i i fj 托 洙 鲧 f f 1 i s c n j 鼗血珏 i c is c n 腈裁通道 美联 c o n t e x t 终站点 冰 j 终幽鼍 l s c n 晴拽浊邀 s e n 城溜 雹 图3 3h 2 4 8 协议连接模型示例 3 2 1 1 关联 c o n t e x t 关联 c o n t e x t 是一些终结点相互联系而形成的一个结合体 当这个结合体 中包含两个或两个以上终结点时 关联可以描述终结点间的拓扑结构 以及媒体 混合和 或 交换的参数 有一种特殊的关联称为空关联 n u l lc o n t e x t 它包含所有那些与其它终结 点没有联系的终结点 空关联中的终结点的参数也可以被检查或修改 并且也可 以检测事件 通常使用a d d 命令向关联中添加终结点 如果m g c 没有指明向一个已有的 关联添加终结点 m g 就将创建一个新的关联 使用s u b t r a c t 命令可以将一个终 结点从一个关联中删除 使用m o v e 命令可以将一个终结点从一个关联转移到另 一个关联 一个终结点在某一时刻只能存在于一个关联之中 第三章h 2 4 8 协议 一个关联中最多可以有多少个终结点是m g 的一个属性 只提供点到点连接 的m g 中的每个关联最多只支持两个终结点 支持多点会议的m g 中的每个关联 可以支持三个或三个以上的终结点 h 2 4 8 协议规定的关联具有以下属性 a 关联标识符 c o n t e x t i d 由m g 分配的用以标识关联的3 2 位整数 c o n t e x t l d 在m g 内是唯一的 此外还可以使用通配符来标识 代表所有关 联 代表空关联 b 拓扑 t o p o l o g y 用于描述在一个关联内部终结点之间的媒体流方向 该属性只用于描述关联 c 关联优先级 p r i o r i t y 用于指示m g 处理关联时的先后次序 在某些情 况下 当有大量关联需要同时处理时 m g c 可以使用关联优先级控制m g 上处理 工作的先后次序 h 2 4 8 协议规定 0 为最低优先级 1 5 为最高优先级 d 紧急呼叫标识符 i n d i c a t o rf o re m e r g e n c yc a l l 标识呼叫紧急属性 m g 将优先处理带有紧急呼叫标识符的呼叫 h 2 4 8 协议规定可创建新的关联 和修改已存在关联的属性 可以使用a d d 命令将终结点加入到关联中 当a d d 命令没有指定一个已有关联时 m g 将创建 一个新的关联 s u b t r a c t 命令将终结点从关联中删除 m o v e 命令将终结点从一个 关联移至另一个关联 当关联中的最后一个终结点被删除或被移出 该关联将被 隐式的删除 3 2 1 2 终结点 t e r m i n a t i o n 终结点是m g 上的一个逻辑实体 它发起和 或 接收媒体流和 或 控制 流 终结点用一些特征属性 p r o p e r y 来描述 这些属性组成了一系列描述符 d e s c r i p t o r 包含在命令中 m g 在创建终结点时 赋予终结点一个唯一的 t e r m i n a t i o n l d 来标识终结点 代表物理实体的终结点 称为物理终结点 具有半永久性 例如代表一个t d m 信道的终结点 只要m g 中存在这个物理实体 这个终结点就存在 代表临时性的信息流 例如r t p 流 的终结点 称为i 临时性终结点 只有 当m g 使用这些信息流时 这个终结点才存在 临时性终结点可由a d d 命令来创建以及s u b t r a c t 命令来删除 而物理终结点 则不同 当使用a d d 命令向一个关联添加物理终结点时 是把这个物理终结点从 空关联中取出 当使用s u b t r a c t 命令从一个关联中删除物理终结点时 这个物理 电子科技大学硕士学位论文 终结点又被放回到空关联中 可以向终结点加载信号 s i g n a l 也可以指示终结点对事件 e v e n t 进行 检测 一旦检测到这些事件发生 m g 就向m g c 发送n o t i f y 消息进行报告或由 m g 采取相应的动作 终结点可以对数据进行统计 s t a t i s t i c s 当m g c 发出审计 a u d i t v a l u e 请求时 或者当终结点从它所在的关联中被删除时 终结点就将这些统计数据报 告给m g c h 2 4 8 协议可用于创建新的终结点 也可以修改已存在终结点的属性值 包括 向终结点添加或删除事件或信号 m g c 只可以释放它已经通过某种方式 如a d d 命令 占用的终结点及该终结点代表的资源 下面介绍一些终结点的相关概念 1 终结点标识符 t e r m i n a t i o n i d 终结点用硎n a 士i o n i d 进行标识 t e r m i n a t i o n l d 的分配方式由m o 自主决定 物理终结点的t e r m i n a t i o n l d 是在m g 中预先规定好的 这些t e r m i n a t i o n l d 可以具有某种结构 例如 一个t e r m i n a t i o n l d 可以由一个中继组号及其中的 个 中继号组成 对于t e r m i n a t i o n l d 可以使用一种通配机制 该通配机制使用两种通配值 w i l d c a r d a l l 和 c h o o s e 通配值 a l l 用来表示多个终结点 c h o o s e 则用来指示m g 必须自己选择一个符合条件的终结点 例如 m g c 可以通过这种方式指示m g 选择一个中继群中的一条中继电路 当命令中的t e r m i n a t i o n l d 是通配值 a l l 时 则对每一个匹配的终结点重 复该命令 根终结点 r o o t 不包括在内 当命令不要求通配响应时 每一次重 复命令将产生一个命令响应 当命令要求通配响应时 则多次重复命令只会产生 一个通配响应 该通配响应中包含所有单个响应的集合 2 包 p a c k a g e 不同类型的网关上可以实现不同类型的终结点 h 2 4 8 协议通过允许终结点 具有可选的属性 p r o p e r t y 事件 e v e n t s 信号 s i g n a l s 和统计 s t a t i s t i c s 来实现不同类型的终结点 为了实现m g 和m g c 之间的互操作 协议将这些可选项组合成包 p a c k a g e s m g c 可以通过对终结点进行审计来确定终结点实现了哪些类型 的包 包的定义由属性 事件 信号和统计组成 这些项以及它们包含的参数 第三章h2 4 8 协议 p a r a m e t e r 分别由一些标识符 i d 进行标识 3 终结点的属性和描述符 终结点用一些属性来描述 每个属性由一个p r o p e 哪i d 来标识 大部分属性 有缺省值 其缺省值在协议中或某个包中进行定义 对于没有缺省值的属性 除 了t e r m i n a t i o n s t a t e 和l o c a l c o n t r o t 之外 在终结点刚被创建或返回到空关联时 都认为该属性为空或 无值 n o v a u l e m g 中预先规定了的属性值将替换缺省值 因此如果m g c 想要完全控制一个 终结点的属性值 在它使用a d d 命令将该终结点加入关联时就应该为这些属性提 供明确的取值 当然 如果是一个物理终结点 在它还处于空关联中时 m g c 就 可以通过a u d i t 命令确定它的所有预定值 终结点具有一些公共属性以及与特定媒体流相关的非公共属性 这些公共属 性称为终结点状态 t e r m i n a t i o n s t a t e 属性 对于每个媒体流 都有各自的本地 l o c a l 属性和接收流 发送流属性 在主协议中没有定义的属性都在包中进行定义 这些属性由包名 p a c k a g e n a m e 和属性标识符 p r o p e r t y i d 来标识 属性可以是只读的 r e a d o n l y 或可读写的 r e a d n v r i t e 属性能够采用的值及它们的当前值都 可以被审计 对于可读写的属性 m g c 可以设置它们的值 如果某个属性被指定 为全局的 g l o b a l 它的值就是唯一的 所有实现了这个包的终结点都共享这个 属性值 为方便起见 相互有关的属性被组合成描述符 d e s c r i p t o r 描述符作 为h 2 4 8 协议非常重要的概念 将在后面作详细介绍 4 根终结点 r o o t 有时 一个命令是针对整个m g 的 而不是其中的某个终结点 为此 本协 议定义了一类特殊的终结点 根 r o o t 根终结点上也可以定义包 可以有 属性 事件和统计 信号不适用于根 根终结点只能用于以下命令 在m o d i f y 命令中 用来改变根终结点的属性 或者设置需要检测的事件 在n o t i f y 命令中 用来报告根终结点所检测到的事件 在a u d i t v a l u e 命令中 用来检查根终结点上实现属性的当前取值和统计 数据 在a u d i t c a p a b i l i t i e s 命令中 用来确定根终结点上实现了哪些属性 在s e r v i c e c h a n g e 命令中 用来声明网关进入或退出服务 其它命令使用根终结点都是错误的 此时m g 将向m g c 返回错误码4 1 0 电子科技大学硕士学位论文 i n c o r r e c ti d e n t i f y 非法标识符 3 2 2h 2 4 8 协议的命令 h 2 4 8 协议定义了8 个命令用于对协议连接模型中的逻辑实体 关联和终结点 进行操作和管理 命令提供了协议所支持的最精微层次的控制 例如 通过命令 可以向关联增加终结点 修改终结点 从关联中删除终结点以及审计关联或终结 点的属性 命令提供了对关联和终结点的属性的完全控制 包括指定要求终结点 报告的事件 向终结点加载的信号以及指定关联的拓扑结构 协议规定的命令大部分用于m g c 对m g 的控制 通常m g c 作为命令起始者 发起 m g 作为命令响应者接收 但是 n o t i f y 和s e r v i c e c h a n g e 命令除外 n o t i f y 命令由m g 发送给m g c 而s e r v i c e c h a n g e 既可以由m g 发起 也可以由m g c 发起 协议规定的命令参见表3 1 表3 1h 2 4 8 协议命令 命令名称说明 使用a d d 命令可以向一个关联添加一